怎么求中间转8a转向架架的最大横动量？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-06-07 00:06 标签： 转向架
3典型转向架-五星文库
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3典型转向架
导读：ICE动力转向架采用了UmAn转向架的驱动制动单元结构,将驱动电机、基础制动、齿，驱动制动单元横向由耦合减振器与车体相连,并与上述摆杆构成等效弹性系统,用以衰减转，驱动制动单元吊挂的橡胶关节设计,应保证转向架动力驱动性能,同时保证转向架相对车体，ICE转向架悬挂方式为一系硬二系软,静挠比为0.177∶0.823，转向架每侧2根二系弹簧并联1个垂向液压减振器、1个横向液压减振器和1个抗蛇行减振，
2.2 驱动制动单元
ICE动力转向架采用了UmAn转向架的驱动制动单元结构,将驱动电机、基础制动、齿轮传动系统合为一体;牵引电机、齿轮箱、制动横梁和托架形成一个框形结构,构成驱动制动单元(见附图)。驱动制动单元设计时尽量考虑其轻型化,并使其转动惯量最小。驱动制动单元牵引电机端用橡胶关节吊挂在车体上,基础制动横梁端用2根两端带有橡胶关节的铝制摆杆吊挂在构架端梁上,形成半体悬悬挂方式。其中约三分之二的质量吊挂在车体上,三分之一的质量吊挂在构架上。驱动制动单元横向由耦合减振器与车体相连,并与上述摆杆构成等效弹性系统,用以衰减转向架在高速运行时由驱动单元引起的横向振动。驱动制动单元吊挂的橡胶关节设计,应保证转向架动力驱动性能,同时保证转向架相对车体自由运动而不受约束。齿轮传动系统为带中间齿轮的一级降速系统,传动比为1∶2.586,齿轮采用人字齿轮。齿轮箱为承载式剖分式箱体,用以承载驱动反力矩和便于安装。传动链中,从动齿轮由螺栓联接在外空心轴上;外空心轴由托架端的深沟球轴承和齿轮箱端的无挡边圆柱滚子轴承支承。由于人字齿轮可以自动对中,因此中间介轮轴承需用无挡边圆柱滚子轴承支承,实现中间介轮轴向浮动。传动链的轴向由托架端的深沟球轴承实现轴向定位。传动系统采用OPTIgear220号润滑油润滑。
ICE动力车制动盘采用三件式盘、毂连接装置。制动盘用螺栓安装在过渡毂上,毂采用过盈配合安装在外空心轴身上。每轴2个制动盘,盘直径为750mm,厚40制动盘采用特别耐热的铸造合金钢(后改成锻钢),制动闸片采用粉末冶金材料。制动缸采用具有空气制动、停车储能制动和闸片间隙调整功能的三合一制动缸。弹簧储能制动能保证单机在40‰的坡道上制停。
制动盘及闸片的性能大大优于传统的灰铸铁或球墨铸铁制动盘和有机材料制成的闸瓦。在高温下具有良好的耐磨性能,摩擦系数基本不受湿度、温度及压力等影响;具有较高的热稳定性和微小的湿敏感性;在尺寸相同的条件下,可比传统制动盘多吸收40%的制动能;在250kmh下常用制动时,通过热力学计算得到的闸片温度为280℃;在350kmh紧急制动时,计算所得的闸片最终温度为400℃。为了减轻重量和转动惯量,驱动制动单元的齿轮箱体和托架均采用高强度铝合金铸造而成。
驱动制动单元结构原理
驱动制动单元结构
3 一、二系悬挂
3.1 悬挂方式
ICE转向架悬挂方式为一系硬二系软,静挠比为0.177∶0.823。一系需较大的垂向刚度,采用有效圈数1.5的螺旋弹簧;弹簧下端装有圆形平橡胶垫,橡胶的主要作用是防止电流直接通过轴箱轴承,腐蚀轴承,并可以隔离部分轮轨传递上来的高频振动。每轴箱安装2个一系弹簧,并联1个垂向液压减振器。一系弹簧结构参数为簧径37mm,中径217mm,有效圈数1.5,弹簧自由高164.4mm,弹簧工作高128mm,当量摆杆长度16.2m,当量摆频率3.92Hz。一系弹簧在工作高条件下,应力为563.4MPa,极限工作应力为1096.3MPa,材料为50CrV4(DIN17221)。
二系采用高挠螺旋钢弹簧。转向架每侧2根二系弹簧并联1个垂向液压减振器、1个横向液压减振器和1个抗蛇行减振器。二系弹簧两端装有圆形平橡胶垫。二系弹簧两端采用固定定位方式,具有较高的弹簧稳定性。橡胶垫主要作用是隔离高频振动。在弹簧受横向力时,橡胶垫不能起降低弹簧剪切应力的作用。
ICE二系高挠圆簧是一种在高应力状态下工作的弹簧,在工作高度下,应力为781MPa,运行时要承受着20%左右的垂向动负荷和转向架相对车体回转的横向变形载
荷,极限工况下应力可达1118MPa。高应力的高挠圆簧的制造需要较复杂的工艺手段。 二系采用具有横向特性软的高挠圆簧并联抗蛇行减振器,可以大大改善高速下的横向动力学性能及曲线通过性能。
高挠圆簧的结构参数为:弹簧中径242mm,簧条直径46mm,有效工作圈数7,自由高度613.1mm,弹簧工作高444mm,当量摆杆长度404.9mm,当量摆频率0.78Hz。所采用的材料为51CrMoV4(DIN17221)。
3.2 轴箱定位方式
轴箱采用单侧轴箱拉杆定位。轴箱拉杆两端采用球形橡胶关节。由于橡胶关节径向刚度大,回转刚度小,因而轴箱纵向具有较大的定位刚度,且轴箱相对构架能自由地沉浮及绕本身轴线回转。该种结构的特点是,结构简单,且可实现一系纵向、横向弹性参数相对独立。这对于高速动力转向架是十分重要的,因为可根据设计需要方便准确地调节纵、横刚度比例。该转向架一系纵向刚度大,横向刚度小,有利于提高临界速度,保持驱动系统稳定,提高粘着利用率,改善曲线通过性能。
4 牵引装置
ICE采用低位拉压牵引杆传递牵引力和制动力。牵引杆长为1880mm,为可分式,以便转向架装配和互换。牵引杆杆身为空心结构,杆身两端用法兰、螺栓同两端铰支座相联接。铰支座用凸台同车体、转向架牵引端梁定位,用螺栓联接。铰支座内装有壁厚较厚的圆筒式橡胶元件,以使牵引杆能有效地传递牵引制动力,对转向架相对车体的各种运动无约束,并可以缓冲动力车牵引或制动过程中的冲击。牵引杆距轨面380mm低位水平布置,以提高粘着利用率,减小轴重变化。
5 转向架构架
转向架构架为ST52钢焊接成箱形梁组成的框形结构,无中间横梁,质量为1498kg。构架侧梁中间部分下凹,以适应二系高挠圆簧的安装。侧梁中间部分横断面尺寸为300mm3320mm,两端的横断面尺寸为300mm3200mm,并由小到大中间过渡,形成等强度梁,主要承受弯曲和拉压载荷。轴箱拉杆座为铸造结构,与侧梁下盖板对接焊成一体。这种结构可以提高轴箱拉杆座的整体刚度,并可改善侧梁的焊接工艺。侧梁上盖板两端焊有限定转向架相对车体回转角止挡;中部设有二系垂向和横向止挡;侧梁外侧面焊有一系垂向、二系垂向及抗蛇行减振器座。为提高减振器座处的局部刚度,提高耐疲劳特性,在上下盖板相对应处均设有凸耳。构架牵引端梁为下凹结构箱形梁,两端与侧梁对接焊接;断面尺寸约为300mm3214端梁中部设有驱动单元吊杆安装的矩
形孔,下盖板设有牵引杆安装座。构架非牵引端梁为直箱形梁,两端与侧梁对接焊接,断面尺寸约为300mm3200端梁中部设有驱动单元吊杆安装的矩形孔。对框形构架的分析表明,该构架具有较大的抗弯刚度和较小的抗扭刚度。有关资料认为这是一种柔性构架。
6 轮对轴箱
轮对采用空心车轴,整体车轮注油压装装配。轮对内侧距为1360+1mm,落车前为1362+1mm。车轴材料为25CrMo4,结构尺寸为轮座208mm,轴身188mm,轴颈150mm,内孔直径80mm,车轴长2250mm,轮座长度170mm。轮座与轴身过渡处采用R75和R15的过渡圆弧以提高车轴疲劳强度。轮座处采用喷钼处理,以方便车轮拆卸,并可改善车轮在交变应力下工作时轮座端部抗微动磨损的能力。轮轴组装后,轮座内侧与轮毂内侧面形成一定的凸悬量,以提高轮座的抗疲劳强度。
车轮采用R8钢材的整体车轮。车轮踏面为S1002踏面,滚动圆直径1040mm,轮缘高28mm。轮辐断面呈梯形,一端厚约为28mm,另一端厚约为38mm。注油孔距轮毂内侧面74mm,与轴线呈70°角。车轮轮辋两侧设有静平衡配重环形槽。轮对组装除注油压装外,也可采用冷装或热装。冷装压入力为830kN～1130kN,热装温度为250℃～270℃。热装后需反压装检查,每24对抽查一组,在热装后48h,进行反压装检查,反压力为1040kN。轮对组装时,两侧车轮的剩余不平衡量应在同一方向。
整体车轮和空心车轴的采用可以使轮对较带箍车轮轻180kg左右。这对簧下质量而言,是一个可观数值。整体车轮的另一个优点使转向架能在高速工况下可靠运转,避免轮箍弛缓或崩箍造成的恶性事故。磨耗踏面的采用可大大减小维修工作量,与锥形踏面比,其走行公里数可为锥形踏面的7～10倍,轮对的使用寿命可达120万km。
轴箱采用铸钢轴箱体和SKFFAG双列圆锥滚子轴承单元TBU150。这种轴承具有低的内摩擦损失,在高速运行中可保持轴承温度在60℃～80℃的范围内,可延长轴承脂的使用寿命。TBU轴承单元,采用K3GLDIN51502锂皂化滚动轴承润滑脂,至少运行120万km后再更换,在走行60万km后,加油并更新部分油脂。
在高速运行条件下,圆锥滚子轴承较圆柱滚子轴承有着更明显的优越性。在直线上高速运行时,轴承的轴向间隙将影响动力车的横向运行平稳性和临界速度。分析计算表明,轴承的轴向游动量越小越好。要实现分析计算的期望状态,必须采用圆锥形轴承。
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